电池的内阻测量方案
来源:    发布时间: 2019-06-18 23:10   71 次浏览   大小:  16px  14px  12px
  电池的内阻电池的内阻是指电池在工作时,电流流过电池内部所遭到的阻力,包括欧姆内阻和电化学极化内阻和离子迁移内阻等等的总称。
  不同类型的电池内阻不同。相同类型的电池,由于内部化学特性的不分歧,内阻也不一样。电池的内阻很小,我们普通用毫欧的单位来定义它。内阻是权衡电池性能的一个重要技术指标。正常状况下,内阻小的电池的大电放逐电才能强,内阻大的电池放电才能弱。
  在放电电路的原理图上来说,我们能够把电池和内阻拆开思索,分为一个完整没有内阻的电源串接上一个阻值很小的电阻。此时假如外接的负载轻,那么分配在这个小电阻上的电压就小,反之假如外接很重的负载,那么分配在这个小电阻上的电压就比拟大,就会有一局部功率被耗费在这个内阻上(可能转化为发热,或者是一些复杂的逆向电化学反响)。一个可充电电池出厂时的内阻是比拟小的,但经过长期运用后,由于电池内部电解液的干涸,以及电池内部化学物质活性的降低,这个内阻会逐步增加,直到内阻大到电池内部的电量无法正常释放出来,此时电池也就“寿终正寝”了。绝大局部老化的电池都是由于内阻过大的缘由而形成无运用价值,只好报废。因而我们更应该注重的是电池放出的容量而不是充入的容量。
  内阻不是一个固定的数值
  费事的一点是,电池处于不同的电量状态时,它的内阻值不一样;电池处于不同的运用寿命状态下,它的内阻值也不同。从技术的角度动身,我们普通把电池的电阻分为两种状态思索:充电态内阻和放电态内阻。
  1.充电态内阻指电池完整充溢电时的所丈量到的电池内阻。
  2.放电态内阻指电池充沛放电后(放电到规范的截止电压时)所丈量到的电池内阻。
  普通状况下放电态的内阻是不稳定的,丈量的结果也比正常值高出许多,而充电态内阻相比照较稳定,丈量这个数值具有实践的比拟意义。因而在电池的丈量过程中,我们都以充电态内阻做为丈量的规范。
  二、内阻无法用普通的办法停止准确丈量
  或许大家会说,高中物理课上有教用简单公式+电阻箱计算电池内阻的办法……但物理课本上教的用电阻箱推算的算法精度太低,只能用于理论的教学,在实践应用上基本无法采用。电池的内阻很小,我们普通用微欧或者毫欧的单位来定义它。在普通的丈量场所,我们请求电池的内阻丈量精度误差必需控制在正负5%以内。这么小的阻值和这么准确的请求必需用专用仪器来停止丈量。
  三、目前行业中应用的电池内阻丈量办法
  行业应用中,电池内阻的准确丈量是经过专用设备来停止的。下面我来说说行业中应用的电池内阻丈量办法。目前行业中应用的电池内阻丈量办法主要有以下两种:
  1.直放逐电内阻丈量法
  依据物理公式R=U/I,测试设备让电池在短时间内(普通为2~3秒)强迫经过一个很大的恒定直流电流(目前普通运用40A~80A的大电流),丈量此时电池两端的电压,并按公式计算出当前的电池内阻。
  这种丈量办法的准确度较高,控制得当的话,丈量精度误差能够控制在0.1%以内。
  但此法有明显的缺乏之处:
  (1)只能丈量大容量电池或者蓄电池,小容量电池无法在2~3秒钟内负荷40A~80A的大电流;
  (2)当电池经过大电流时,电池内部的电极会发作极化现象,产生极化内阻。故丈量时间必需很短,否则测出的内阻值误差很大;
  (3)大电流经过电池对电池内部的电极有一定损伤。
  2.交流压降内阻丈量法
  由于电池实践上等效于一个有源电阻,因而我们给电池施加一个固定频率和固定电流(目前普通运用1kHz频率、50mA小电流),然后对其电压停止采样,经过整流、滤波等一系列处置后经过运放电路计算出该电池的内阻值。交流压降内阻丈量法的电池丈量时间极短,普通在100毫秒左右。
  这种丈量办法的准确度也不错,丈量精度误差普通在1%~2%之间。
  此法的优缺陷:
  (1)运用交流压降内阻丈量法能够丈量简直一切的电池,包括小容量电池。笔记本电池电芯的内阻丈量普通都用这种方法。
  (2)交流压降丈量法的丈量精度很可能会遭到纹波电流的影响,同时还有谐波电流干扰的可能。这对丈量仪器电路中的抗干扰才能是一个考验。
  (3)用此法丈量,对电池自身不会有太大的损伤。
  (4)交流压降丈量法的丈量精度不如直放逐电内阻丈量法。
  3.测试仪器的元件误差及测试用的电池衔接线问题
  无论是上述哪一种办法,都存在一些很容易被我们无视的问题,那就是测试仪器自身的元件误差和用于衔接电池的测试线缆问题。由于要丈量的电池的内阻很小,线路的电阻就要思索进去了。一条短短的从仪器到电池的衔接线自身也存在电阻(大约也是微欧级),还有电池与衔接线的接触面也存在接触电阻,这些要素必需都在仪器的内部事前做好误差调理。
  所以,正轨的电池内阻测试仪普通都配有专用的衔接线和电池固定架子。
  四、总结
  很多老化的电池其实内部电量还是很多,只是内阻过大放不出电来,真实可惜。但电池的内阻一旦增加后,要想人为降低这个内阻值是难上加难。因而关于曾经老化的电池,我们即便想出很多方法来“激活”它,比方大电流冲击,小电流浮充,放冰箱等,但大多无济于事,回天乏术。在理解了上述学问之后,我们根本能够晓得,选择电池要尽可能地选择内阻较小的电池。另外很重要的一点,电池久置不用,其内阻也会不时增加。倡议大家还是要经常运用电池来坚持电池内部化学物质的活性。
 
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